(57)【要約】  駆動源として電動機を搭載した車両において、運転者に違和感を与えずに、駆動源の出力増加による運転性と低燃費の両立効果を向上可能なハイブリッド車両の制御装置を提供すること。  シリーズ方式のハイブリッド車両の制御装置は、車速及びアクセルペダル開度に基づいて、当該車両に要求される出力である基本要求出力を導出する基本要求出力導出部と、当該車両が走行する路面の昇り勾配度合を導出する勾配導出部と、昇り勾配度合に応じた、基本要求出力に加算する補正出力を導出する補正出力導出部と、基本要求出力に補正出力を加算した要求出力が所定値よりも大きいとき、前記要求出力に応じて、要求出力の一部を出力するよう蓄電器に要求する蓄電器目標電力、及び要求出力の残りを出力するよう内燃機関に要求する内燃機関目標出力を導出する目標出力導出部とを備える。
2011125865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
前記内燃機関の駆動によって発電する発電機と、
前記電動機に電力を供給する蓄電器と、
ハイブリッド車両の駆動軸に接続され、前記蓄電器及び前記発電機の少なくとも一方からの電力供給によって駆動する電動機と、を備えた前記ハイブリッド車両の制御装置であって、
前記ハイブリッド車両の走行速度及び前記ハイブリッド車両におけるアクセル操作に応じたアクセルペダル開度に基づいて、前記ハイブリッド車両に要求される出力である基本要求出力を導出する基本要求出力導出部と、
前記ハイブリッド車両が走行する路面の昇り勾配度合を導出する勾配導出部と、
前記昇り勾配度合に応じた、前記基本要求出力に加算する補正出力を導出する補正出力導出部と、
前記基本要求出力に前記補正出力を加算した要求出力が所定値よりも大きいとき、前記要求出力に応じて、前記要求出力の一部を出力するよう前記蓄電器に要求する蓄電器目標電力及び前記要求出力の残りを出力するよう前記内燃機関に要求する内燃機関目標出力を導出する目標出力導出部と、
を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
前記目標出力導出部は、
前記基本要求出力に応じた、前記蓄電器に要求される出力である基本蓄電器目標電力を導出する基本蓄電器目標電力導出部と、
前記基本要求出力及び前記基本蓄電器目標電力に応じた、前記内燃機関に要求される出力である基本内燃機関目標出力を導出する基本内燃機関目標出力導出部と、
前記基本蓄電器目標電力に加算する蓄電器目標電力補正値及び前記基本内燃機関目標出力に加算する内燃機関目標出力補正値を導出する補正値導出部と、を有し、
前記基本蓄電器目標電力に前記蓄電器目標電力補正値を加算して前記蓄電器目標電力を導出し、前記基本内燃機関目標出力に前記内燃機関目標出力補正値を加算して前記内燃機関目標出力を導出することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
前記補正値導出部は、
前記基本内燃機関目標出力に応じて、前記蓄電器による前記補正出力の負担割合を設定する負担割合設定部を備え、
前記補正出力及び前記負担割合に応じた、前記蓄電器目標電力補正値を導出し、
前記補正出力及び前記蓄電器目標電力補正値に応じた、前記内燃機関目標出力補正値を導出することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
前記内燃機関は、高効率燃費ラインをトレースするよう駆動され、
前記負担割合設定部は、前記基本内燃機関目標出力が、前記内燃機関が最大効率で動作する最大効率出力以上のときよりも、前記最大効率出力よりも低い所定内燃機関出力未満のときの方が小さくなるように、前記蓄電器による前記補正出力の負担割合を設定することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
前記負担割合設定部は、前記基本内燃機関目標出力が、前記所定内燃機関出力以上であり、かつ、前記最大効率出力未満のとき、前記所定内燃機関出力から前記最大効率出力に向かうに従って増加するように、前記蓄電器による前記補正出力の負担割合を設定することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
前記蓄電器の残容量を取得する残容量取得部を備え、
前記残容量が所定値以下であり、且つ前記補正出力が所定補正出力より小さいとき、前記負担割合設定部は、前記蓄電器が前記補正出力を全く負担しないように、前記蓄電器による前記補正出力の負担割合を設定することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項７】
請求項３〜５のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
前記蓄電器の残容量を取得する残容量取得部を備え、
前記残容量が所定値以上のとき、前記負担割合設定部は、前記蓄電器が前記補正出力の全てを負担するように、前記蓄電器による前記補正出力の負担割合を設定することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項８】
請求項３〜５のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
前記蓄電器の残容量を取得する残容量取得部を備え、
前記残容量が所定値以下であり、前記補正出力が所定補正出力より大きいとき、
前記補正出力設定部は、前記補正出力を前記所定補正出力に制限し、
前記負担割合設定部は、前記蓄電器が前記補正出力を全く負担しないように、前記蓄電器による前記補正出力の負担割合を設定することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項９】
請求項７または８に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
前記残容量が所定値以上のとき、前記負担割合設定部は、前記蓄電器が前記補正出力の全てを負担するように、前記蓄電器による前記補正出力の負担割合を設定することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動源の出力増加による運転性と低燃費を両立したハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の電気自動車用モータ制御装置は、アクセル操作量に対する走行用モータの出力トルクを、道路勾配に応じて増加するように補正する。例えば、登坂勾配が大きくなるほど、すなわち、上り坂が急になるほど、走行用モータが出力する目標トルクは増大される。したがって、道路勾配に応じてドライバが感じやすい出力不足感を解消することができるため、運転フィーリングを向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特許第３４４２９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、駆動源として走行用モータのみを備えた電気自動車に適用可能なモータ制御装置が開示されている。しかし、シリーズ方式のＨＥＶ（Hybrid Electrical Vehicle：ハイブリッド車両）に適用した場合、当該モータ制御装置は、増加補正分のトルクを出力する駆動源として蓄電器と内燃機関の少なくともいずれか一方を選択可能である。なお、シリーズ方式のＨＥＶは、電動機、内燃機関及び発電機を備え、蓄電器を電源として駆動する電動機の動力を利用して走行する。内燃機関は発電のためだけに用いられ、内燃機関の動力によって発電機で発電された電力は電動機に供給されるか、蓄電器に充電される。内燃機関は、図１１中の太い実線で示される、燃料消費率が最も良い運転点を結んだ線（ＢＳＦＣ（Brake Specific Fuel Consumption）ボトムライン）上で運転される。【０００５】
シリーズ方式のＨＥＶにおいて、例えば、増加補正分のトルクに対応する出力の全てを内燃機関の動力による発電で負担する場合、内燃機関の回転数が上がるため、その運転音は大きくなる。このとき、運転者にとっては、アクセル操作量を変えていないにもかかわらず増大する内燃機関の運転音が違和感となる可能性がある。一方、増加補正分のトルクに対応する出力の全てを蓄電器で負担する場合には、蓄電器が過放電状態になる可能性がある。【０００６】
本発明の目的は、駆動源として電動機を搭載した車両において、運転者に違和感を与えずに、駆動源の出力増加による運転性と低燃費の両立効果を向上可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の発明のハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関（例えば、実施の形態での内燃機関１０９）と、前記内燃機関の駆動によって発電する発電機（例えば、実施の形態での発電機１１１）と、前記電動機に電力を供給する蓄電器（例えば、実施の形態での蓄電器１０１）と、前記ハイブリッド車両の駆動軸（例えば、実施の形態での駆動軸１５１）に接続され、前記蓄電器及び前記発電機の少なくとも一方からの電力供給によって駆動する電動機（例えば、実施の形態での電動機１０７）と、を備えたハイブリッド車両の制御装置であって、前記ハイブリッド車両の走行速度（例えば、実施の形態での車速ＶＰ）及び前記ハイブリッド車両におけるアクセル操作に応じたアクセルペダル開度（例えば、実施の形態でのＡＰ開度）に基づいて、前記ハイブリッド車両に要求される出力である基本要求出力（例えば、実施の形態での基本要求出力Ｐａ）を導出する基本要求出力導出部（例えば、実施の形態での基本要求出力算出部１２１）と、前記ハイブリッド車両が走行する路面の昇り勾配度合（例えば、実施の形態での勾配推定値θ）を導出する勾配導出部（例えば、実施の形態での勾配算出部１２３）と、前記昇り勾配度合に応じた、前記基本要求出力に加算する補正出力（例えば、実施の形態での補正出力Ｐθ）を導出する補正出力導出部（例えば、実施の形態での補正出力導出部１２５）と、前記基本要求出力に前記補正出力を加算した要求出力（例えば、実施の形態での要求出力Ｐ）が所定値（例えば、実施の形態での閾値Ｐｔｈ）よりも大きいとき、前記要求出力に応じて、前記要求出力の一部を出力するよう前記蓄電器に要求する蓄電器目標電力（例えば、実施の形態でのバッテリ目標電力Ｐｂ）及び前記要求出力の残りを出力するよう前記内燃機関に要求する内燃機関目標出力（例えば、実施の形態でのエンジン目標電力Ｐｅ）を導出する目標出力導出部（例えば、実施の形態での目標出力導出部１２７）と、を備えたことを特徴としている。【０００８】
さらに、請求項２に記載の発明のハイブリッド車両の制御装置では、前記目標出力導出部は、前記基本要求出力に応じた、前記蓄電器に要求される出力である基本蓄電器目標電力（例えば、実施の形態での基本バッテリ目標電力Ｐｂ＿ａ）を導出する基本蓄電器目標電力導出部（例えば、実施の形態での基本バッテリ目標電力導出部１３１）と、前記基本要求出力及び前記基本蓄電器目標電力に応じた、前記内燃機関に要求される出力である基本内燃機関目標出力（例えば、実施の形態での基本エンジン目標出力Ｐｅ＿ａ）を導出する基本内燃機関目標出力導出部（例えば、実施の形態での基本エンジン目標出力導出部１３３）と、前記基本蓄電器目標電力に加算する蓄電器目標電力補正値（例えば、実施の形態でのバッテリ目標電力補正値Ｐｂ＿θ）及び前記基本内燃機関目標出力に加算する内燃機関目標出力補正値（例えば、実施の形態でのエンジン目標出力補正値Ｐｅ＿θ）を導出する補正値導出部（例えば、実施の形態での補正値導出部１３５）と、を有し、前記基本蓄電器目標電力に前記蓄電器目標電力補正値を加算して前記蓄電器目標電力を導出し、前記基本内燃機関目標出力に前記内燃機関目標出力補正値を加算して前記内燃機関目標出力を導出することを特徴としている。【０００９】
さらに、請求項３に記載の発明のハイブリッド車両の制御装置では、前記補正値導出部は、前記基本内燃機関目標出力に応じて、前記蓄電器による前記補正出力の負担割合を設定する負担割合設定部（例えば、実施の形態でのバッテリ割付レート設定部１４１）を備え、前記補正出力及び前記負担割合に応じた、前記蓄電器目標電力補正値を導出し、前記補正出力及び前記蓄電器目標電力補正値に応じた、前記内燃機関目標出力補正値を導出することを特徴としている。【００１０】
さらに、請求項４に記載の発明のハイブリッド車両の制御装置では、前記内燃機関は、高効率燃費ライン（例えば、実施の形態でのＢＳＦＣボトムライン）をトレースするよう駆動され、前記負担割合設定部は、前記基本内燃機関目標出力が、前記内燃機関が最大効率で動作する最大効率出力以上のときよりも、前記最大効率出力よりも低い所定内燃機関出力未満のときの方が小さくなるように、前記蓄電器による前記補正出力の負担割合を設定することを特徴としている。【００１１】
さらに、請求項５に記載の発明のハイブリッド車両の制御装置では、前記負担割合設定部は、前記基本内燃機関目標出力が、前記所定内燃機関出力以上であり、かつ、前記最大効率出力未満のとき、前記所定内燃機関出力から前記最大効率出力に向かうに従って増加するように、前記蓄電器による前記補正出力の負担割合を設定することを特徴としている。【００１２】
さらに、請求項６に記載の発明のハイブリッド車両の制御装置では、前記蓄電器の残容量を取得する残容量取得部（例えば、実施の形態でのマネジメントＥＣＵ１１９）を備え、前記残容量が所定値以下であり、且つ前記補正出力が所定補正出力より小さいとき、前記負担割合設定部は、前記蓄電器が前記補正出力を全く負担しないように、前記蓄電器による前記補正出力の負担割合を設定することを特徴としている。【００１３】
さらに、請求項７に記載の発明のハイブリッド車両の制御装置では、前記蓄電器の残容量を取得する残容量取得部（例えば、実施の形態でのマネジメントＥＣＵ１１９）を備え、前記残容量が所定値以上のとき、前記負担割合設定部は、前記蓄電器が前記補正出力の全てを負担するように、前記蓄電器による前記補正出力の負担割合を設定することを特徴としている。【００１４】
さらに、請求項８に記載の発明のハイブリッド車両の制御装置では、前記蓄電器の残容量を取得する残容量取得部（例えば、実施の形態でのマネジメントＥＣＵ１１９）を備え、前記残容量が所定値以下であり、前記補正出力が所定補正出力より大きいとき、前記補正出力設定部は、前記補正出力を前記所定補正出力に制限し、前記負担割合設定部は、前記蓄電器が前記補正出力を全く負担しないように、前記蓄電器による前記補正出力の負担割合を設定することを特徴としている。【００１５】
さらに、請求項９に記載の発明のハイブリッド車両の制御装置では、前記残容量が所定値以上のとき、前記負担割合設定部は、前記蓄電器が前記補正出力の全てを負担するように、前記蓄電器による前記補正出力の負担割合を設定することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１〜９に記載の発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、登坂時等に要求出力を増加する場合であっても、運転者に違和感を与えずに、出力増加による運転性と低燃費の両立効果を向上できる。【００１７】
請求項４に記載の発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、基本内燃機関目標出力が最大効率出力以上のときは内燃機関よりも蓄電器に多めに負担させ、所定内燃機関出力未満のときは蓄電器よりも内燃機関に多めに負担させるため、運転性と低燃費の両立効果を向上できる。【００１８】
請求項５に記載の発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、基本内燃機関目標出力が、所定内燃機関出力以上かつ最大効率出力未満のとき、所定内燃機関出力から最大効率出力に向かうに従って負担割合が増加するため、運転者に対して内燃機関の運転音の違和感を少なくすることができる。【００１９】
請求項６に記載の発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、蓄電器のさらなる放電を防止できる。また、蓄電器の残容量が少ないために内燃機関が補正出力の全てを負担しても、当該補正出力が所定補正出力より小さいため、内燃機関の運転音は運転者に違和感を与えない。このように、運転者に違和感を与えずに、出力増加による運転性と低燃費の両立効果を向上できる。【００２０】
請求項７に記載の発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、蓄電器のさらなる充電を防止できる。また、蓄電器の残容量が多いために蓄電器が補正出力の全てを負担すれば、内燃機関の動作点は変化しないため、運転者に違和感を与えずに、出力増加による運転性と低燃費の両立効果を向上できる。また、補正出力の全てを蓄電器が負担するため、さらに低燃費を向上できる。【００２１】
請求項８に記載の発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、蓄電器の放電を抑えることができる。また、蓄電器の残容量は少ないが補正出力が所定補正出力より大きいときは、補正出力を所定補正出力に制限し、かつ、蓄電器は補正出力を全く負担しないため、できるだけ運転者に違和感を与えずに、運転性と低燃費の両立効果を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】シリーズ方式のＨＥＶの内部構成を示すブロック図
【図２】マネジメントＥＣＵ１１９の内部構成を示すブロック図
【図３】マネジメントＥＣＵ１１９の動作を示すフローチャート
【図４】車速ＶＰ及びＡＰ開度に対する基本要求駆動力Ｆａを示すグラフ
【図５】勾配推定値θに対する補正出力Ｐθ及び閾値ＰθLmt_SOCを示すグラフ
【図６】図３に示したステップＳ１２３で行われる処理を説明するフローチャート
【図７】基本要求出力Ｐａに対する基本バッテリ目標電力Ｐｂ＿ａと放電許可上限電力Ｐｂ＿ｍａｘを示すグラフ
【図８】図６に示したステップＳ２０５で行われる処理を説明するフローチャート
【図９】エンジン出力（内燃機関１０９の出力）とＢＳＦＣの関係と、図６に示したステップＳ２０７で行わる補正前後の内燃機関１０９の動作点及び蓄電器１０１の充放電の領域Ａ〜Ｃにおける変化の一例とを示す図
【図１０】シリーズ／パラレル切換方式のＨＥＶの内部構成を示すブロック図
【図１１】内燃機関の熱効率に関する特性を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。以下説明する実施形態では、本発明に係る制御装置は、シリーズ方式のＨＥＶ（Hybrid Electrical Vehicle：ハイブリッド車両）の車両に搭載されている。シリーズ方式のＨＥＶは、電動機、内燃機関及び発電機を備え、蓄電器を電源として駆動する電動機の動力を利用して走行する。内燃機関は発電のためだけに用いられ、内燃機関の動力によって発電機で発電された電力は電動機に供給されるか、蓄電器に充電される。
【００２４】
シリーズ方式のＨＥＶは、「ＥＶ走行」又は「シリーズ走行」を行う。「ＥＶ走行」では、ＨＥＶは、蓄電器からの電源供給によって駆動する電動機の駆動力によって走行する。このとき内燃機関は駆動されない。また、「シリーズ走行」では、ＨＥＶは、蓄電器及び発電機の双方からの電力の供給、又は、発電機のみからの電力の供給によって駆動する電動機の駆動力によって走行する。このとき、内燃機関は発電機における発電のために駆動される。なお、内燃機関は、図１１に示した、燃料消費率が最も良い運転点を結んだ線（ＢＳＦＣ（Brake Specific Fuel Consumption）ボトムライン）上で運転される。
【００２５】
図１は、シリーズ方式のＨＥＶの内部構成を示すブロック図である。図１に示すように、シリーズ方式のＨＥＶは、蓄電器（BATT）１０１と、コンバータ（CONV）１０３と、第１インバータ（第１INV）１０５と、電動機（Mot）１０７と、内燃機関（ENG）１０９と、発電機（GEN）１１１と、第２インバータ（第２INV）１１３と、ギアボックス（以下、単に「ギア」という。）１１５と、車速センサ１１７と、マネジメントＥＣＵ（MG ECU）１１９とを備える。
【００２６】
蓄電器１０１は、直列に接続された複数の蓄電セルを有し、例えば１００〜２００Ｖの高電圧を供給する。蓄電セルは、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池である。コンバータ１０３は、蓄電器１０１の直流出力電圧を直流のまま昇圧又は降圧する。第１インバータ１０５は、直流電圧を交流電圧に変換して３相電流を電動機１０７に供給する。また、第１インバータ１０５は、電動機１０７の回生動作時に入力される交流電圧を直流電圧に変換して蓄電器１０１に充電する。
【００２７】
電動機１０７は、車両が走行するための動力を発生する。電動機１０７で発生したトルクは、ギア１１５を介して駆動軸１５１に伝達される。なお、電動機１０７の回転子はギア１１５に直結されている。また、電動機１０７は、回生ブレーキ時には発電機として動作し、電動機１０７で発電された電力は蓄電器１０１に充電される。内燃機関１０９は、ＨＥＶがシリーズ走行する際に発電機１１１を駆動するために用いられる。内燃機関１０９は、発電機１１１の回転子に直結されている。
【００２８】
発電機１１１は、内燃機関１０９の動力によって電力を発生する。発電機１１１によって発電された電力は、蓄電器１０１に充電されるか電動機１０７に供給される。第２インバータ１１３は、発電機１１１で発生した交流電圧を直流電圧に変換する。第２インバータ１１３によって変換された電力は蓄電器１０１に充電されるか、第１インバータ１０５を介して電動機１０７に供給される。
【００２９】
ギア１１５は、例えば５速相当の１段の固定ギアである。したがって、ギア１１５は、電動機１０７からの駆動力を、特定の変速比での回転数及びトルクに変換して、駆動軸１５１に伝達する。車速センサ１１７は、ＨＥＶの走行速度（車速ＶＰ）を検出する。車速センサ１１７によって検出された車速ＶＰを示す信号は、マネジメントＥＣＵ１１９に送られる。
【００３０】
マネジメントＥＣＵ１１９は、蓄電器１０１の状態を示す残容量（ＳＯＣ：State of Charge）の取得、ＨＥＶの運転者のアクセル操作に応じたアクセルペダル開度（ＡＰ開度）及び車速ＶＰに基づく基本要求出力の算出、並びに、内燃機関１０９及び電動機１０７の各制御等を行う。マネジメントＥＣＵ１１９の詳細については後述する。
【００３１】
図２は、マネジメントＥＣＵ１１９の内部構成を示すブロック図である。図２に示すように、マネジメントＥＣＵ１１９は、基本要求出力算出部１２１と、勾配算出部１２３と、補正出力導出部１２５と、目標出力導出部１２７とを有する。なお、目標出力導出部１２７は、基本バッテリ目標電力導出部１３１と、基本エンジン目標出力導出部１３３と、補正値導出部１３５とを有する。なお、補正値導出部１３５は、バッテリ割付レート設定部１４１と、バッテリ目標電力補正値算出部１４３と、エンジン目標出力補正値算出部１４５とを有する。
【００３２】
図３は、マネジメントＥＣＵ１１９の動作を示すフローチャートである。図３に示すように、マネジメントＥＣＵ１１９は、車速ＶＰ、ＡＰ開度及び蓄電器１０１のＳＯＣを取得する（ステップＳ１０１）。次に、マネジメントＥＣＵ１１９が有する基本要求出力算出部１２１は、車速ＶＰ及びＡＰ開度から、図４に示すグラフを参照して基本要求駆動力Ｆａを算出する（ステップＳ１０３）。図４は、車速ＶＰ及びＡＰ開度に対する基本要求駆動力Ｆａを示すグラフである。なお、基本要求出力算出部１２１は、車速ＶＰとＡＰ開度と基本要求駆動力Ｆａとが対応したテーブルを参照して基本要求駆動力Ｆａを求めても良い。次に、基本要求出力算出部１２１は、車速ＶＰと基本要求駆動力Ｆａを乗算して基本要求出力Ｐａを求める（ステップＳ１０５）。
【００３３】
次に、勾配算出部１２３は、車速ＶＰを微分演算することによって加速度を算出し、車速ＶＰ、加速度、及び基本要求駆動力Ｆａの前回値から、以下に示す式（１）を用いて勾配推定値θを算出する（ステップＳ１０７）。なお、勾配推定値θは昇り勾配度合を示す。
勾配推定値θ＝｛Ｆ−（Ｒａ＋Ｒｒ＋Ｒｃ）｝／（Ｗ×ｇ）  …（１）
但し、
Ｆ：基本要求駆動力Ｆａの前回値
ｇ：重力加速度
空気抵抗Ｒａ＝λ×Ｓ×ＶＰ２（λ：空気抵抗係数、Ｓ：全面投影面積）
転がり抵抗Ｒｒ＝Ｗ×μ（Ｗ：車両重量、μ：転がり抵抗係数）
加速抵抗Ｒｃ＝α×Ｗ（α：加速度）
（θ≒０のときｓｉｎθ≒θ）
なお、勾配算出部１２３の代わりに、勾配を測定する勾配センサを用いても良い。
【００３４】
補正出力導出部１２５は、ステップＳ１０７で算出した勾配推定値θが勾配閾値θＬ以上かを判断し（ステップＳ１０９）、勾配推定値θが勾配閾値θＬ以上（θ≧θＬ）であればステップＳ１１１に進み、勾配推定値θが勾配閾値θＬ未満（θ＜θＬ）であればステップＳ１１３に進む。ステップＳ１１１では、補正出力導出部１２５は、勾配推定値θから、図５に示すグラフを参照して、増加補正分の出力である補正出力Ｐθを算出する。図５は、勾配推定値θに対する補正出力Ｐθ及び閾値ＰθLmt_SOCを示すグラフである。なお、閾値ＰθLmt_SOCは、内燃機関１０９のみが補正出力Ｐθを負担しても運転者に違和感を与えない程度の出力であり、例えば５［ｋＷ］である。一方、ステップＳ１１３では、補正出力導出部１２５は、補正出力Ｐθを０に設定する。勾配推定値θが例えば１度といった非常に小さい値のときは、勾配推定の精度が低いため、並びに、出力補正による頻繁な制御を抑制するためである。
【００３５】
ステップＳ１１１又はステップＳ１１３を行った後、補正出力導出部１２５は、蓄電器１０１のＳＯＣが閾値ＳＯＣｔｈ以下であり、かつ、補正出力Ｐθが閾値ＰθLmt_SOCより大きいかを判断する（ステップＳ１１５）。これら２つの条件を満たす場合はステップＳ１１７に進み、満たさない場合はステップＳ１１９に進む。ステップＳ１１７では、補正出力導出部１２５は、ステップＳ１１１で算出した補正出力Ｐθを閾値ＰθLmt_SOCに制限（Ｐθ←ＰθLmt_SOC）した後、ステップＳ１１９に進む。
【００３６】
ステップＳ１１９では、目標出力導出部１２７は、ステップＳ１０５で算出した基本要求出力Ｐａに補正出力Ｐθを加算して、要求出力Ｐを求める。次に、目標出力導出部１２７は、要求出力が閾値Ｐｔｈよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ１２１）。ステップＳ１２１において、要求出力Ｐが閾値Ｐｔｈよりも大きい（Ｐ＞Ｐｔｈ）場合、目標出力導出部１２７はＨＥＶがシリーズ走行中と判断し、ステップＳ１２３に進む。一方、要求出力Ｐが閾値Ｐｔｈ以下（Ｐ≦Ｐｔｈ）の場合、目標出力導出部１２７はＨＥＶがＥＶ走行中と判断し、処理を終了する。
【００３７】
ステップＳ１２３では、目標出力導出部１２７は、エンジン目標出力Ｐｅ及びバッテリ目標電力Ｐｂを求める。図６は、図３に示したステップＳ１２３で行われる処理を説明するフローチャートである。図６に示すように、ＨＥＶがシリーズ走行中と判断されたとき、マネジメントＥＣＵ１１９の目標出力導出部１２７が有する基本バッテリ目標電力導出部１３１は、図３に示したステップＳ１０５で求められた基本要求出力Ｐａから、図７に示すグラフを参照して基本バッテリ目標電力Ｐｂ＿ａを求める（ステップＳ２０１）。
【００３８】
図７は、基本要求出力Ｐａに対する基本バッテリ目標電力Ｐｂ＿ａと放電許可上限電力Ｐｂ＿ｍａｘを示すグラフである。図７に示すように、基本要求出力Ｐａが高い場合の基本バッテリ目標電力Ｐｂ＿ａは放電許可上限電力Ｐｂ＿ｍａｘに設定され、基本要求出力Ｐａが低い場合の基本バッテリ目標電力Ｐｂ＿ａは所定値（負値）に設定される。なお、放電許可上限電力Ｐｂ＿ｍａｘ及び基本要求出力Ｐａが低いときの基本バッテリ目標電力Ｐｂ＿ａの所定値は、蓄電器１０１のＳＯＣに応じて値が変わる。
【００３９】
次に、基本エンジン目標出力導出部１３３は、基本要求出力Ｐａ、基本バッテリ目標電力Ｐｂ＿ａ及び効率Ｐｅｆ＿ｅから、以下に示す式（２）を用いて基本エンジン目標出力Ｐｅ＿ａを算出する（ステップＳ２０３）。なお、効率Ｐｅｆ＿ｅは、内燃機関１０９の出力軸から駆動軸１５１までの電気伝達効率と機械効率を乗算した値である。
基本エンジン目標出力Ｐｅ＿ａ＝（Ｐａ−Ｐｂ＿ａ）／Ｐｅｆ＿ｅ  …（２）
【００４０】
次に、補正値導出部１３５は、エンジン目標出力補正値Ｐｅ＿θ及びバッテリ目標電力補正値Ｐｂ＿θを求める（ステップＳ２０５）。ステップＳ２０５で行われる処理の詳細については後述する。次に、目標出力導出部１２７は、ステップＳ２０３で算出した基本エンジン目標出力Ｐｅ＿ａにエンジン目標出力補正値Ｐｅ＿θを加算することによってエンジン目標出力Ｐｅを算出し、かつ、ステップＳ２０１で算出した基本バッテリ目標電力Ｐｂ＿ａにバッテリ目標電力補正値Ｐｂ＿θを加算することによってバッテリ目標電力Ｐｂを算出する（ステップＳ２０７）。このようにして算出されたエンジン目標出力Ｐｅ及びバッテリ目標電力Ｐｂに基づいて、マネジメントＥＣＵ１１９は、内燃機関１０９及び電動機１０７の各制御を行う。
【００４１】
図８は、図６に示したステップＳ２０５で行われる処理を説明するフローチャートである。図８に示すように、マネジメントＥＣＵ１１９の補正値導出部１３５が有するバッテリ割付レート設定部１４１は、図９に示したグラフを参照して、図６中のステップＳ２０３で算出した基本エンジン目標出力Ｐｅ＿ａから補正出力Ｐθのバッテリ割付レートＫｂを設定する（ステップＳ３０１）。図９は、エンジン出力（内燃機関１０９の出力）とＢＳＦＣの関係と、図６に示したステップＳ２０７で行わる補正前後の内燃機関１０９の動作点及び蓄電器１０１の充放電の領域Ａ〜Ｃにおける変化の一例とを示す図である。図９では、内燃機関１０９の出力の大きさに応じた３つの領域Ａ〜Ｃが設定されている。すなわち、内燃機関１０９が最大効率で動作する出力（最大効率出力）以上の領域が「領域Ｃ」、最大効率出力よりも低い所定値以上から最大効率出力未満の領域が「領域Ｂ」、所定値未満の領域が「領域Ａ」である。
【００４２】
領域Ａは、最大効率出力時の負荷よりも低負荷であって、エンジン出力の増加に従ってＢＳＦＣが向上する領域である。したがって、領域Ａでのバッテリ割付レートＫｂは小さく設定される。一方、領域Ｃは、最大効率出力時の負荷よりも高負荷であって、エンジン出力の増加に従ってＢＳＦＣが悪化する領域である。したがって、領域Ｃでのバッテリ割付レートＫｂは大きく設定される。また、領域Ｂでは、所定値から最大効率出力に向かうに従って増加し、かつ、領域Ａのバッテリ割付レートＫｂと領域Ｃのバッテリ割付レートＫｂをつないだバッテリ割付レートＫｂが設定される。なお、バッテリ割付レートＫｂは、０以上１以下の値である。
【００４３】
ステップＳ３０１でバッテリ割付レートＫｂが設定された後、バッテリ割付レート設定部１４１は、蓄電器１０１のＳＯＣが出力上限ＳＯＣ（ＳＯＣ＿Ｈ）以上か否かを判断する（ステップＳ３０３）。バッテリ割付レート設定部１４１は、蓄電器１０１のＳＯＣが出力上限ＳＯＣ以上（ＳＯＣ≧ＳＯＣ＿Ｈ）のときはバッテリ割付レートＫｂを１に再設定し（ステップＳ３０５）、ＳＯＣが出力上限ＳＯＣ未満（ＳＯＣ＜ＳＯＣ＿Ｈ）のときはステップＳ３０７に進む。ステップＳ３０７では、バッテリ割付レート設定部１４１は、蓄電器１０１のＳＯＣが出力下限ＳＯＣ（ＳＯＣ＿Ｌ）以下か否かを判断する。バッテリ割付レート設定部１４１は、蓄電器１０１のＳＯＣが出力下限ＳＯＣ以下（ＳＯＣ≦ＳＯＣ＿Ｌ）のときはバッテリ割付レートＫｂを０に再設定し（ステップＳ３０９）、ＳＯＣが出力下限ＳＯＣ未満（ＳＯＣ＞ＳＯＣ＿Ｌ）のときはステップＳ３１１に進む。なお、上限ＳＯＣ及び下限ＳＯＣは、蓄電器１０１の充放電が繰り返されるＳＯＣの所定範囲（中間領域）の上端値及び下端値を示す。
【００４４】
ステップＳ３１１では、バッテリ目標電力補正値算出部１４３は、補正出力Ｐθ、バッテリ割付レートＫｂ及び効率Ｐｅｆ＿ｂから、以下に示す式（３）を用いてバッテリ目標電力補正値Ｐｂ＿θを算出する。なお、効率Ｐｅｆ＿ｂは、蓄電器１０１から電動機１０７を介した駆動軸１５１までの電気伝達効率と機械効率を乗算した値である。
バッテリ目標電力補正値Ｐｂ＿θ＝Ｐθ×Ｋｂ／Ｐｅｆ＿ｂ  …（３）
【００４５】
次に、エンジン目標出力補正値算出部１４５は、補正出力Ｐθ、バッテリ目標電力補正値Ｐｂ＿θ及び効率Ｐｅｆ＿ｅから、以下に示す式（４）を用いてエンジン目標電力補正値Ｐｅ＿θを算出する（ステップＳ３１３）。なお、効率Ｐｅｆ＿ｅは、内燃機関１０９の出力軸から駆動軸１５１までの電気伝達効率と機械効率を乗算した値である。
エンジン目標出力補正値Ｐｅ＿θ＝（Ｐθ−Ｐｂ＿θ）／Ｐｅｆ＿ｅ  …（４）
【００４６】
上記求められたエンジン目標出力補正値Ｐｅ＿θを図６中のステップＳ２０３で算出した基本エンジン目標出力Ｐｅ＿ａに加算することによってエンジン目標出力Ｐｅが求められる（エンジン目標出力Ｐｅ＝基本エンジン目標出力Ｐｅ＿ａ＋エンジン目標出力補正値Ｐｅ＿θ）。同様に、上記求められたバッテリ目標電力補正値Ｐｂ＿θを図６中のステップＳ２０１で算出した基本バッテリ目標電力Ｐｂ＿ａに加算することによってバッテリ目標電力Ｐｂが求められる（バッテリ目標電力Ｐｂ＝基本バッテリ目標電力Ｐｂ＿ａ＋バッテリ目標電力補正値Ｐｂ＿θ）。
【００４７】
なお、バッテリ割付レートＫｂが小さく設定された場合は、バッテリ目標電力補正値Ｐｂ＿θが小さくなるため、その分、エンジン目標出力補正値Ｐｅ＿θが増加する。このとき、マネジメントＥＣＵ１１９は、要求出力Ｐを増加する補正を行う際、例えば図９の領域Ａに示したように、蓄電器１０１の回生電力を減らして、内燃機関１０９の出力を増加するよう制御する。領域Ａでは内燃機関１０９の回転数は低いため、出力増加のために内燃機関１０９の回転数を大幅に上げても、その運転音が運転者に違和感を与える可能性は小さい。したがって、蓄電器１０１よりも内燃機関１０９が出力増加分を大きく負担する。
【００４８】
一方、バッテリ割付レートＫｂが大きく設定された場合は、バッテリ目標電力補正値Ｐｂ＿θが大きくなるため、その分、エンジン目標出力補正値Ｐｅ＿θが減少する。このとき、マネジメントＥＣＵ１１９は、要求出力Ｐを増加する補正を行う際、例えば図９の領域Ｃに示したように、内燃機関１０９の出力増加分よりも蓄電器１０１の出力が上回るよう制御する。領域Ｃでは内燃機関１０９の回転数は高いため、出力増加のために内燃機関１０９の回転数を大幅に上げると、その運転音が運転者に違和感を与える可能性は大きい。したがって、蓄電器１０１のＳＯＣが出力下限ＳＯＣ以下でない限り、内燃機関１０９よりも蓄電器１０１が出力増加分を大きく負担する。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態によれば、登坂時等に要求出力Ｐを増加する補正を行う場合であっても、内燃機関１０９の現状の出力が属する領域又は蓄電器１０１のＳＯＣに応じて、蓄電器１０１と内燃機関１０９の出力増加分の負担割合を制御している。したがって、内燃機関１０９の運転音が運転者に違和感を与えずに、かつ、蓄電器１０１の過放電を防止しつつ、出力増加補正による運転性と低燃費に両立効果を向上できる。なお、運転性は、登坂走行時における運転者が感じる出力不足を解消することによって向上される。また、燃費は、アクセルペダルの不要な踏み増しを防止することによって向上される。
【００５０】
なお、本実施形態の制御装置は、図１０に示したいわゆるシリーズ／パラレル切換方式のＨＥＶにおいて、クラッチ２０１が解放されているシリーズモードのとき当該ＨＥＶに適用できる。
【００５１】
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
【００５２】
本出願は、2010年4月5日出願の日本特許出願（特願2010-086848）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【符号の説明】
【００５３】
１０１  蓄電器（BATT）
１０３  コンバータ(CONV)
１０５  第１インバータ（第１INV）
１０７  電動機（Mot）
１０９  内燃機関（ENG）
１１１  発電機（GEN）
１１３  第２インバータ（第２INV）
１１５  ギアボックス
１１７  車速センサ
１１９  マネジメントＥＣＵ（MG ECU）
１２１  基本要求出力算出部
１２３  勾配算出部
１２５  補正出力導出部
１２７  目標出力導出部
１３１  基本バッテリ目標電力導出部
１３３  基本エンジン目標出力導出部
１３５  補正値導出部
１４１  バッテリ割付レート設定部
１４３  バッテリ目標電力補正値算出部
１４５  エンジン目標出力補正値算出部
１５１  駆動軸
【図１】
2011125865.tif 000003
【図２】
2011125865.tif 000004
【図３】
2011125865.tif 000005
【図４】
2011125865.tif 000006
【図５】
2011125865.tif 000007
【図６】
2011125865.tif 000008
【図７】
2011125865.tif 000009
【図８】
2011125865.tif 000010
【図９】
2011125865.tif 000011
【図１０】
2011125865.tif 000012
【図１１】
2011125865.tif 000013
【国際調査報告】
2011125865.tif 000014
2011125865.tif 000015